[实用新型]基于光纤的远程透明数据采集传输系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种远程数据采集传输系统，特别是公开了一种以太网、光纤两种模式选择、功能强大、稳定可靠、抗干扰能力强的远程数据透明采集传输系统。

背景技术：

目前，在工业生产的高速发展过程中，生产效率和生产安全是人们最关心的也是相矛盾的两个问题，这时如果能实时监测生产中反馈出的数据，可以找出问题改善技术；如果能实时监测生产线上或者产房里的关键部位，可以避免一些灾难的发生。这都要求高速的数据采集传输及处理系统。

目前数据传输方式最多的是无线传输和以太网传输，无线传输又分GPRS、GMS等传输方式，无线传输需要添加另外的功能模块，这样就使得板子面积增大，而且传输不稳定，速度受限；而以太网在传输速度要求比较高的情况下，又显得力不从心，这时我们选择光纤传输。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于解决日常生活中存在的问题，提高数据传输速率和精度，提供了一种高精度，多通道，操作方便的远程高速透明数据采集传输系统。

本实用新型是这样实现的：一种基于光纤的远程透明数据采集系统，其特征在于：包括主控芯片MCU(1)、以太网光纤协议转换模块(2)、光电接口转换模块(3)、ADC模块(4)、放大器模块(5)、转换器模块(6)、传感器模块(7)、电源转换模块(8)、数据存储模块(12)、BMD模块(10)、复位电路模块(9)、看门狗电路模块(11)、数据收发指示模块(13)。其中，以太网光纤协议转换模块(2)连接主控芯片MCU(1)和光电接口转换模块(3)，放大器模块(5)、转换器模块(6)连接ADC模块(4)和传感器模块(7)。

所述的主控芯片MCU(1)采用功能强大的飞思卡尔芯片。所述该芯片集成ADC转换功能，能避免独立ADC转换模块在传输高速信号时的不稳定，增加系统的可靠性，且能减小制板面积。

所述以太网光纤协议转换模块(2)将以太网协议打包的数据转换成光纤协议重新打包传输。

所述的光电接口转换模块(3)将电信号转换成光信号在光纤上传输。

所述转换器模块(6)对传感器采集到的信号进行电平转换。

所述数据存储模块(12)采用IIC总线方式将采集到的数据处理后存储在SD卡中，方便高端设备的读取与分析。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是基于光纤传输，但也集成了网口传输，所以用户可以根据需要选择；数据不仅能通过网口光纤传输实时传输，而且可以将其存储于SD中，供移动设备、PC、LabView等读取、分析处理；本实用新型支持多通道数据采集，采样速率高达每秒1.66百万次，一次一路A/D转换时间为8.5个ADC时钟周期(1.7μs)，后续每路为6个ADC时钟周期(1.2μs)，12位的转换精度。有并行和顺序两种采样模式，在并行模式下，8路A/D转换总时间只要26.5个ADC时钟周期(5.3μs)，并且没有被选择的输入口能够容纳电流的流动而不会影响到ADC性能，使其能够在工业噪声环境中工作。另外，可以对采样进行修正，即将最初的ADC值减去预先编程设定的偏移量从而得到最终的ADC转换结果。

附图说明：

附图1是本实用新型模块结构方框图。

具体实施方式：

本实用新型公开了一种基于光纤的远程透明数据采集传输系统。包括主控芯片MCU(1)、以太网光纤协议转换模块(2)、光电接口转换模块(3)、ADC模块(4)、放大器模块(5)、转换器模块(6)、传感器模块(7)、电源转换模块(8)、数据存储模块(12)、BMD模块(10)、复位电路模块(9)、看门狗电路模块(11)、数据收发指示模块(13)。其中，以太网光纤协议转换模块(2)连接主控芯片MCU(1)和光电接口转换模块(3)，放大器模块(5)、转换器模块(6)连接ADC模块(4)和传感器模块(7)。

本系统内置的ADC模块(4)配合各种传感器和相应的放大电路完成物理量的采集和转换。ADC模块(4)有AN0～AN7共8路模拟量输入，首先依次采集这8路模拟量，然后将这8个转换结果经由ADC的加法器进行偏移量修正，即要减去对应偏移量寄存器ADOFSn中的偏移值，得到一个有符号数，存入对应的结果寄存器ADRSLTn中。如果偏移量设为0，那么修正后的结果就是一个无符号数(正数，符号位为0)。同时，原始转换结果要与上限和下限寄存器中的值比较，结果寄存器中的值要进行过零检验。然后主控芯片MCU(1)和远程数据处理终端(14)通过串口交换数据：主控芯片MCU(1)向远程数据处理终端(14)发送握手信号0x56，表示主控芯片MCU(1)数据采集转换完成，等待远程数据处理终端(14)查询接收，远程数据处理终端(14)再发给主控芯片MCU(1)0x56和0x2F两个字节通知主控芯片MCU(1)可以发送AD结果值；此时的AD值还是根据主控芯片MCU(1)内部的以太网协议打包成的数据，然后通过以太网光纤协议转换模块(2)将其再转换成光协议格式打包传输，最后利用光电接口转换模块(3)将在芯片间传输的电信号转换成光信号，通过光纤传输到远程数据处理终端(14)。在远程数据处理终端(14)我们可以通过软件设置8路虚拟串口，记录并显示采集到的最终数据，该8路虚拟串口通过设置同一IP地址的方式分别与8路数据采集终端对应。